Проекты

Краткое описание

Проект направлен на создание научно обоснованной, природоподобной технологии восстановления экосистем сосновых лесов после низовых пожаров. Низовые пожары приводят к повреждению лесной подстилки, изменению свойств почвы, истощению микробных сообществ и микоризных сетей, что замедляет естественное возобновление сосны и способствует вытеснению ее лиственными породами и травянистыми видами. В условиях утраты устойчивых грибных сообществ экосистема соснового леса переходит в режим деградации, что создает долгосрочные риски для поддержания экосистем и биоразнообразия.
Цель проекта: создание благоприятных условий для полного восстановления экосистемы соснового леса после низовых пожаров. Необходимы обоснование и ключевые компоненты природоподобной технологии, опирающейся на сообщества грибов, активно участвующих в постпирогенной сукцессии. В задачи исследования входит выявление ключевых видов экто-, эрикоидных и др. типов микоризы, определяющих успешное восстановление сосняков, создание коллекции перспективных изолятов микоризообразующих грибов и систематизация знаний о структуре и функциях грибных сообществ в постпирогенных экосистемах.
В качестве модельной выбрана территория Нижне-Свирского природного заповедника, где в разные годы зафиксированы низовые пожары в сосновых лесах. Эти участки характеризуются минимальным антропогенным воздействием и нижним лесным ярусом, представленным сообществами с кустарничками порядка Ericales, что создает благоприятные условия для формирования экто- и эрикоидной и др. типов микориз. Более высокие темпы восстановления по сравнению с лесами вне заповедника делают данную территорию естественной площадкой для изучения роли микоризных грибов в постпирогенной сукцессии.
Методы исследования включают выделение изолятов, их морфологический и молекулярно-генетический анализ, оценку биологической активности, выделение ДНК, подготовку ДНК-библиотек на основе данных секвенирования нового поколения и их биоинформационный анализ. Полученные результаты будут востребованы научным и образовательным сообществом, лесными хозяйствами, поскольку станут основой для разработки технологии, позволяющей ускорить и сделать более предсказуемым восстановление сосновых лесов после низовых пожаров, повысив устойчивость бореальных экосистем к растущей пожарной нагрузке.
Качественными результатами проекта станут базовая коллекция микоризообразующих грибов с постпирогенных территорий, данные о структуре и видовом составе ключевых видов грибных сообществ, а также систематизированные представления об участии микоризы в восстановлении экотопов сосновых лесов. Количественные результаты включают получение более 25 охарактеризованных изолятов микоризных грибов, описание 4-х сообществ микоризообразующих грибов в различных экосистемных условиях, подготовку не менее 3-х публикаций (Scopus) и выступлений на конференциях. Проведение молодежной школы (25 участников) позволит поделиться знаниями, навыками и умениями создания природоподобных технологий.

Цель

1. Создание природоподобной технологии восстановления экосистем сосновых лесов после низовых пожаров, опирающейся на грибные сообщества, активно участвующих в постпирогенной сукцессии.

Задачи

1. Создание коллекции микоризообразующих грибов, способствующих восстановлению кустарничков нижнего яруса леса и способствующих приживаемости саженцев сосен.
2. Выявление ключевых видов сообществ микоризообразующих грибов, способствующих восстановлению соснового леса после низовых пожаров.
3. Систематизация знаний о роли микоризообразующих грибов в восстановлении сосновых лесов после низовых пожаров.

Обоснование социальной значимости

Более 70% территории Ленинградской области занимают леса, общая площадь которых 5.7 млн. га, из них около 6% особо охраняемые территории (https://kpb.lenobl.ru/media/uploads/userfiles/2024/05/02/2023_%D0%B3%D0%BE%D0%B4.pdf). Несмотря положительную по данным региональной диспетчерской службы лесного хозяйства Ленинградской области динамику сокращения площадей и продолжительности пожаров, общая площадь лесных пожаров остается существенной. Более того, наибольшее количество лесных пожаров отмечалось на территории Рощинского р-на, богатого сосновыми лесами, на территории которого находится в том числе природный заказник «Линдуловская роща» (https://kpb.lenobl.ru/ru/deiatelnost/profilaktika-pravonarushenii/monitoring-v-sfere-profilaktiki-pravonarushenij-na-territorii-leningra/rezultaty-monitoringa-v-sfere-profilaktiki-pravonarushenij-na-territor/).
После низовых пожаров естественное возобновление сосновых лесов замедляется: повреждается микоризная сеть, истощается почва, ухудшаются условия для прорастания побегов и роста молодых сосен. Без восстановления грибных сообществ и микоризных связей экосистема в большинстве случаев переходит в деградирующее состояние с господством лиственных деревьев и травянистой растительности, что является серьезной проблемой для сохранения биоразнообразия. Стратегия лесовосстановления после пожаров в основном включает посадку тех пород деревьев, которые являются родными для данного региона. Для ее успешной реализации одним из обязательных условий является создание благоприятных условий для полного восстановления экосистемы. Решение этой проблемы осложняется отсутствием инструмента (коллекций полезных микроорганизмов, содержащих проверенные штаммы, способствующие восстановлению экосистем соснового леса после пожаров), а также навыков, знаний и технологий для их применения при восстановления соснового леса после низовых пожаров. Следствием низовых пожаров является изменение состава и структура почвы, а также утрата почвенного покрова, что оказывает негативное влияние на всхожесть семян сосны и приживаемость саженцев. Проведенные раннее исследования грибных сообществ в большей степени носили описательный характер, исследуя преимущественно биоразнообразие бореальных лесов данного региона вне контекста природных катастроф. В то время как наш проект направлен в первую очередь на поиск микобиомных драйверов восстановления сосновых лесных сообществ на нарушенных землях Северо-Запада России.
Территория Нижне-Свирского государственного природного заповедника объединяет уникальные места с обширными сосновыми лесами. Почвы преимущественно торфяные, что в засушливые годы повышает вероятность возникновения низовых пожаров. На сегодняшний день на территории заповедника и в пограничных с ним районах есть более 5 локаций сосновых лесов, где в разное время возникали подобные пожары с поражениями различной интенсивности. Эти участки характеризуются минимальным антропогенным воздействием и нижним лесным ярусом, представленным сообществами с кустарничками порядка Ericales, что создает благоприятные условия для формирования экто- и эрикоидной и др. типов микориз. Более высокие темпы восстановления по сравнению с лесами вне заповедника делают данную территорию естественной площадкой для изучения роли микоризных грибов в постпирогенной сукцессии, в частности выявлении ключевых компонентов грибных сообществ, участвующих в этом процессе.

География проекта

Лодейнопольский район Ленинградской обл., в том числе территория Нижне-Свирского государственного природного заповедника, окрестности дер. Старая Слобода и г. Лодейного поля, а также Пушкинский р-н Санкт-Петербурга.

Объекты природы и (или) люди,
для которых будет реализован проект

1. Экотопы сосняков Нижне-Свирского природного заповедника: брусничный (к. 44) вересково-лишайниковый, гарь 1995 г (квартал 43) черничный, гарь 2010 г (к 57) голубичный, гарь 2024 г (к. 60). Сосняк чернично-зеленомошный у оз. Бол. Кукас, гарь 2025 г.
2. Научное сообщество, обучающиеся и специалисты в области экологии, микологии, биоинформатики и лесоведения